化工原理(少学时)课件和辅导教程、考试重点例题复习题及课后答案11概述

第一章流体流动与输送(shūsònɡ)机械1.1概述1.1.1流体：气体与液体(yètǐ)的总称。流体流动是最普遍的化工单元操作之一；研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的重要基础。精品资料精品资料精品资料1.1.2连续介质假定假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间没有(méiyǒu)间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。质点：由大量分子构成的微团，其尺寸远小于设备尺寸、远大于分子自由程。工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。精品资料自由程(freepath)在热动平衡态下，一个气体(qìtǐ)分子在任意连续两次碰撞之间所经过的直线路程。由于分子运动的无序性，分子各段自由程长度不同。平均自由程（meanfreepath）在一定的条件下，一个气体(qìtǐ)分子在连续两次碰撞之间可能通过的各段自由程的平均值。返回(fǎnhuí)精品资料流体(liútǐ)的特征具有流动性；无固定形状，随容器形状而变化；受外力作用时内部产生(chǎnshēng)相对运动。不可压缩流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液体；可压缩性流体：流体的体积随压力发生变化，如气体。精品资料流体垂直(chuízhí)作用于单位面积上的力，称为流体的静压强，习惯上又称为压力。压力的特性流体压力与作用面垂直，并指向该作用面；任意(rènyì)界面两侧所受压力，大小相等、方向相反；作用于任意(rènyì)点不同方向上的压力在数值上均相同。压力的单位

SI制：N/m2或Pa；精品资料或以流体柱高度(gāodù)表示：注意：用液柱高度表示(biǎoshì)压力时，必须指明流体的种类，如600mmHg，10mH2O等。标准大气压的换算关系：1atm=1.013×105Pa=760mmHg=10.33mH2O1工程大气压=1at=1kgf/cm2=735.6mmHg=10mH2O=9.81×104Pa精品资料表压=绝对(juéduì)压力－大气压力真空度=大气压力－绝对(juéduì)压力=负的表压绝对压力

绝对压力

绝对真空

表压

真空度

大气压

绝对压力以绝对真空(zhēnkōng)为基准测得的压力。表压或真空(zhēnkōng)度以大气压为基准测得的压力。压力的表示方法

精品资料例若已知某地(mǒudì)的大气压力为750mmHg，而设备A内压力为1000mmHg，则PA表=_____mmHg=______Pa。若设备B的真空度为300mmHg，则PB（绝）=______mmHg。精品资料体积流量以体积表示(biǎoshì)qv——m3/s或m3/h质量流量以质量表示(biǎoshì)qm——kg/s或kg/h。二者关系(guānxì)：流量：单位时间内流体在管路中流过的数量

精品资料质量流速(liúsù)单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。流速（平均流速）单位时间内流体质点在流动(liúdòng)方向上所流经的距离。kg/（m2·s）流量与流速的关系：

m/s精品资料对于(duìyú)圆形管道：流量qv一般由生产任务(rènwu)决定。流速选择：管径的估算

↑→d↓→设备费用↓流动阻力↑→动力消耗↑

→操作费↑均衡考虑uu适宜费用总费用设备费操作费精品资料常用流体适宜流速(liúsù)范围：水及一般液体1~3m/s粘度较大的液体0.5~1m/s低压气体8~15m/s压力(yālì)较高的气体15～25m/s一般，密度大或粘度大的流体，流速取小一些；对于含有固体杂质的流体，流速宜取得大一些，以避免固体杂质沉积在管道中。精品资料稳定(wěndìng)流动与非稳定(wěndìng)流动稳定流动：各截面(jiémiàn)上的温度、压力、流速等物理量不随时间变化：非稳定流动：流体在各截面上的部分或全部物理量都随时间变化。精品资料牛顿(niúdùn)粘性定律：1.1.3流体(liútǐ)的粘度或Fuu＋dudy式中：F——内摩擦力，N；

τ——剪应力，Pa；——法向速度梯度，1/s；μ——比例系数，称为流体的粘度，Pa·s。

精品资料牛顿型流体：剪应力与速度梯度的关系(guānxì)符合牛顿粘性定律的流体；非牛顿型流体：不符合牛顿粘性定律的流体。粘度的物理意义(yìyì):流体流动时在与流动方向垂直的方向上产生单位速度梯度所需的剪应力。μ又称为动力粘度。运动粘度

粘度μ与密度ρ的之比。m2/s精品资料液体:T↑→↓气体:一般T↑→↑超高压p↑→↑粘度的物理本质：分子(fēnzǐ)间的引力和分子(fēnzǐ)的运动与碰撞。精品资料粘度(zhāndù)的单位SI制：Pa·s或kg/(m·s)物理(wùlǐ)制：cP(厘泊）换算关系精品资料粘度(zhāndù)的测量方法